Tipo e consumo do cimento, incorporação do ar

O tipo e consumo do cimento, a incorporação do ar, o tipo de agregados (naturais ou britados) aditivos e adições influenciam a resistência em função de suas proporções na mistura do concreto. Segundo Mehta e Monteiro (2006), embora na maior parte dos casos, a relação água/cimento seja o principal elemento que determina a porosidade da matriz da pasta de cimento, para um dado grau de hidratação, a incorporação do ar aumenta a porosidade tanto da matriz como a da interface entre a argamassa e o agregado graúdo. Com isso, a incorporação do ar, como resultado de um adensamento ineficiente ou através de incorporadores do ar prejudica à resistência à compressão. Todavia, adverte-se que a extensão da perda da resistência devida ao ar incorporado não depende somente da relação (𝑎/𝑐) da mistura do concreto, mas depende também do consumo do cimento. A Figura 4.5 ilustra a influência do ar incorporado na resistência do concreto em função da relação água/cimento (a) e do consumo do cimento (b). A influência na resistência do concreto associada conjuntamente à relação água/cimento e ao consumo do cimento pode ser explicado por dois efeitos opostos causados pela incorporação do ar. O ar incorporado causa efeitos adversos na resistência à compressão ao aumentar a porosidade da matriz. Por outro lado, melhorando a trabalhabilidade e o adensamento da

mistura, o ar incorporado tende a melhorar a resistência da interface da zona de transição (especialmente para misturas com baixos teores de água e cimento) e assim melhora a resistência do concreto. Por isso, para misturas de concreto com baixo consumo do cimento, quando o ar incorporado é acompanhado com uma redução significativa no consumo de água, o efeito adverso do ar incorporado na matriz é mais do que compensado pelo efeito benéfico sobre a zona de transição interfacial (MEHTA e MONTEIRO, 2006).

Figura 4.5 – Influência da relação água/cimento e do consumo do cimento em função do ar incorporado (MEHTA e MONTEIRO, 2006)

Além do consumo, o tipo do cimento também exerce uma influência na resistência à compressão. A influência do tipo do cimento varia em função de sua velocidade de hidratação. Como a hidratação afeta diretamente a porosidade da mistura, com isso, a resistência à compressão do concreto, cimentos com maior taxa de hidratação, como é o caso de cimentos com maior finura, tendem a proporcionar concreto com maior resistência nos primeiros dias (entre 1 e 7 dias por exemplo). Porém, este efeito desaparece com o tempo pois, para uma mesma relação água/cimento, depois que atingirem uma hidratação semelhante, concretos com diferentes tipos de cimentos apresentam a mesma resistência.

4.2.1.4 Agregados

Diversos autores concordam que para concreto de peso normal, a resistência dos agregados não é muito significativa na mobilização da resistência à compressão. Como neste tipo de concreto a matriz da argamassa e a zona de transição apresentam resistências inferiores àquela dos agregados graúdos usualmente utilizados, a falha não pode ser atribuída a estes. Contudo, há outras características além da resistência dos agregados que podem influenciar a resistência à compressão.

Geralmente, o efeito das características dos agregados na resistência está relacionado à mudança na relação água/cimento que suscitam. No entanto, a interferência das características dos agregados na relação (𝑎/𝑐) não resume a influência dos mesmos na resistência à compressão do concreto. O tamanho, a forma, as texturas assim como a mineralogia dos agregados são suscetíveis de impactar nas condições da zona de transição interfacial independentemente da relação (𝑎/𝑐), e com isso, afetar a resistência à compressão.

O tamanho máximo do agregado bem graduado de uma certa mineralogia tem dois efeitos contraditórios na resistência à compressão do concreto. Com o mesmo consumo do cimento e a mesma consistência, as misturas de concreto contendo agregados maiores requerem menos água de amassamento do que aquelas que contêm agregados menores favorecendo a redução da relação (𝑎/𝑐). Por outro lado, agregados maiores apresentam área superficial proporcionalmente menor gerando maiores tensões na zona de transição pasta-agregado tendo como consequência zonas de transição mais fracas (MEHTA e MONTEIRO, 2006). A Figura 4.6 ilustra a influência do tamanho máximo do agregado na resistência à compressão obtida através de cilindros rompidos com 28 dias. Pode-se observar que o efeito do tamanho do agregado varia de acordo com a relação (𝑎/𝑐). Como geralmente a menor relação (𝑎/𝑐) está associada a concreto de alta resistência, a referida figura mostra que a resistência deste tipo de concreto varia mais rapidamente com o tamanho máximo do agregado.

Se a relação (𝑎/𝑐) for mantida constante, a influência da granulometria dos agregados se dá através da proporção entre os agregados graúdos e miúdos quando esta proporção impacta as condições de consistência do concreto no estado fresco.

Figura 4.6 – Influência do tamanho do agregado em função da relação água/cimento (MEHTA e MONTEIRO, 2006)

Uma mistura de concreto contendo agregados de textura áspera ou esmagada apresentaria uma resistência um pouco maior em idades precoces do que um concreto correspondente contendo agregado de mineralogia semelhante, liso ou naturalmente degradado. Um vínculo físico mais forte entre o agregado e a pasta de cimento hidratado é assumido como responsável por isto. Em idades posteriores, quando a interação química entre o agregado e a pasta de cimento começa a produzir efeitos, a influência da textura superficial do agregado na resistência se reduz (Mehta e Monteiro, 2006). Para Neville (2011), o efeito da forma e da textura é mais significativo em concretos de alta resistência, os concretos com agregados com superfície mais rugosa tendem a apresentar maior resistência que os concretos com agregados de superfície lisa. 4.2.1.5 Condições de cura

A cura é o conjunto de procedimentos adotados para manter a mistura do concreto recém lançada nas formas, em condições de temperatura e umidade ideais para que o processo de hidratação do cimento ocorra de forma adequada. Procura-se limitar a perda da água da mistura por processos outros que a hidratação do cimento. Esta ocorre satisfatoriamente somente nas condições de saturação da mistura. A Figura 4.7 mostra a influência do tempo e das condições de cura (úmida ou ao ar) na resistência à compressão do concreto. Pode-se observar a eficiência da cura por umidade com relação às outras alternativas. A cura por umidade impede a perda da

água da mistura por evaporação capilar permitindo que a mesma se mantenha saturada por mais tempo. Para uma dada relação (𝑎/𝑐), quanto mais longa for a cura por umidade em temperatura ambiente mais elevada será a resistência à compressão. Para concretos contendo cimento Portland normal, recomenda-se um período mínimo de sete dias para uma cura úmida.

Figura 4.7 – Influência das condições de cura na resistência à compressão (MEHTA e MONTEIRO, 2006)

O estado de tensões, a forma da aplicação do carregamento (ensaio estático ou dinâmico), forma e dimensões dos corpos de prova são outras considerações relevantes na determinação da resistência à compressão do concreto que, como distinguidos no início deste capítulo fazem parte da segunda categoria dos elementos que afetam a resistência (𝑓_𝑐). De grande importância no âmbito dos objetivos deste trabalho, a influência das condições do ensaio será abordada na seção que segue.